ジルコニウムの事実 (原子番号 40 または Zr)

ジルコニウムの化学的および物理的性質

ジルコニウムは光沢があり、腐食に強い灰白色の金属です。 Dschwen、wikipedia.org

ジルコニウムは灰色の金属で、周期表のアルファベット順で最後の元素記号であるという特徴があります。この元素は、合金、特に核用途に使用されます。ジルコニウム元素の事実は次のとおりです。

ジルコニウムの基本事実

原子番号： 40

シンボル： Zr

原子量 : 91,224

発見： Martin Klaproth 1789 (ドイツ);ジルコン鉱物は聖書のテキストで言及されています。

電子配置: [Kr] 4d²5秒²

語源: 鉱物ジルコンにちなんで名付けられました。ペルシア語 サルガン : ジルコン、専門用語、ヒヤシンス、ジャシンス、またはリグレとして知られる宝石の色を表すゴールドのような色。

同位体: 天然ジルコニウムは 5 つの同位体で構成されています。 28 の追加の同位体が特徴付けられています。最も一般的な天然同位体は⁹⁰元素の 51.45% を占める Zr。放射性同位体のうち、⁹³Zr は半減期が最も長く、1.53x10⁶年。

プロパティ： ジルコニウムは、光沢のある灰白色の金属です。純粋な元素は可鍛性と延性がありますが、金属は不純物を含むと硬く脆くなります。ジルコニウムは、酸、アルカリ、水、および塩による腐食に耐性がありますが、塩酸または硫酸には溶解します。細かく分割された金属は、特に高温で空気中で自然発火する可能性がありますが、固体の金属は比較的安定しています。ハフニウムはジルコニウム鉱石に含まれており、ジルコニウムから分離するのは困難です。商用グレードのジルコニウムには、1% から 3% のハフニウムが含まれています。原子炉グレードのジルコニウムには、本質的にハフニウムが含まれていません。

用途: Zircaloy(R) は、原子力用途にとって重要な合金です。ジルコニウムは中性子の吸収断面積が小さいため、燃料要素の被覆などの核エネルギー用途に使用されます。ジルコニウムは海水による腐食に対して非常に耐性があり、 多くの一般的な酸 腐食剤が使用される化学産業で広く使用されています。ジルコニウムは、鋼鉄の合金化剤、真空管のゲッター、および外科用器具、フォトフラッシュ電球、爆発物プライマー、レーヨン紡糸口金、ランプ フィラメントなどの成分として使用されます。炭酸ジルコニウムはウルシオールと結合するツタウルシのローションに使用されます。 .亜鉛と合金化されたジルコニウムは、35°K 未満の温度で磁性を帯びます。ジルコニウムとニオブは、低温超電導磁石の製造に使用されます。酸化ジルコニウム (ジルコン) は屈折率が高く、宝石として使用されます。不純な酸化物であるジルコニアを使用 実験用るつぼ用 熱衝撃に耐え、炉のライニング、ガラスおよびセラミック産業で耐火材料として使用されます。

発生： ジルコニウムは、主に水と反応するため、遊離元素としては存在しません。この金属の濃度は、地殻では約 130 mg/kg、海水では 0.026 μg/L です。ジルコニウムは、S 型星、太陽、隕石に含まれています。月の岩石には、地球の岩石に匹敵する濃度の酸化ジルコニウムが含まれています。ジルコニウムの主な商用供給源はケイ酸塩鉱物ジルコン (ZrSiO₄）、ブラジル、オーストラリア、ロシア、南アフリカ、インド、米国で発生し、世界の他の場所では少量です.

健康への影響： 平均的な人体には約 250 ミリグラムのジルコニウムが含まれていますが、この元素の生物学的機能は知られていません。ジルコニウムの食事源には、全粒小麦、玄米、ほうれん草、卵、牛肉が含まれます.ジルコニウムは、制汗剤や浄水システムに含まれています。一部の人々が皮膚反応を経験したため、ツタウルシを治療するための炭酸塩としての使用は中止されました.ジルコニウムへの曝露は一般的に安全であると考えられていますが、金属粉末への曝露は皮膚の炎症を引き起こす可能性があります.この要素は、遺伝毒性または発がん性があるとは考えられていません。

結晶構造： ジルコニウムにはアルファ相とベータ相があります。室温では、原子は最密六方晶 α-Zr を形成します。 863 °C で、構造は体心 β-Zr に遷移します。

ジルコニウムの物理データ

要素の分類: 遷移金属

密度 (g/cc): 6,506

融点 (K): 2125

沸点 (K): 4650

外観： 灰白色で光沢があり、耐食性に優れた金属

原子半径 (午後): 160

原子体積 (cc/モル): 14.1

共有半径 (午後): 145

イオン半径 : 79 (+4e)

比熱 (@20°C J/g mol): 0.281

フュージョンヒート (kJ/モル): 19.2

蒸発熱 (kJ/mol): 567

デバイ温度 (K): 250.00

ポーリング否定数: 1.33

最初のイオン化エネルギー (kJ/mol): 659.7

酸化状態 : 4

格子構造: 六角

格子定数 (Å): 3,230

ラティス C/A 比: 1,593

参考文献

• Emsley、ジョン (2001)。 自然の構成要素 .オックスフォード: オックスフォード大学出版局。 pp.506–510。 ISBN 0-19-850341-5。
• ライド、デビッドR.、エド。 （2007–2008）。 'ジルコニウム'。 化学と物理のCRCハンドブック . . . . 4. ニューヨーク: CRC プレス。 p。 42. ISBN 978-0-8493-0488-0。
• Meija、J。ら。 （2016）。 「元素の原子量 2013 (IUPAC テクニカル レポート)」。 純粋化学と応用化学 . 88(3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305

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